Sonntag, 17. Februar 2013
Faszination der Gletscher
tom77, 12:00h
Als gewissermaßen in Eis verwandelte Stauseen speichern die Gletscher drei Viertel des Süßwassers der Erde. In ihnen entdecken die Glaziologen immer mehr hochinteressante Hinweise auf die Vergangenheit und Zukunft unseres Planeten.
Die Gletscher sind, wenn auch die wenigsten von uns je einen gesehen haben, in mancher Hinsicht so wichtig für unsere Zukunft auf diesem Planeten wie die Meere, die wir befahren, und die Luft, die wir atmen. Denn sollte sich das Klima der Erde wesentlich abkühlen, wie es früher schon geschehen ist, dann würden sich Gletscher und Inlandeis der Antarktis und Grönlands erheblich ausdehnen, was ein Fallen des Meeresspiegels mit katastrophalen Auswirkungen zur Folge hätte. S oll- ten jedoch diese Eismassen weiter abschmelzen und damit den Meeresspiegel anheben, so wäre eine verheerende Überflutung der Küstengebiete auf dem ganzen Erdball zu erwarten.
Die Gletscher bedeuten zwar eine Gefahr für den Menschen, aber er verdankt ihnen auch sehr viel. So entspringen die meisten großen Ströme der Erde, vom Nil bis zum Ganges, vom Columbia bis zu Rhein und Rhone, aus Gletschern. Und etwa drei Viertel des gesamten Süßwassers der Erdkugel — rund 29 Millionen Kubikkilometer — sind in Form von Gletschereis gespeichert. Das entspricht ungefähr der Niederschlagsmenge von sechzig Jahren auf der ganzen Erde.
Ingenieure arbeiten jetzt intensiv daran, Wege zur Nutzung dieser gewaltigen Reserven zu finden. An der französisch-schweizerischen Grenze bauen eidgenössische und französische Techniker eine Talsperre, die in einem der größten künstlichen Seen Europas Gletscherwasser zur Stromerzeugung aufstauen soll. In Russland, das mit rund 10000 Gebirgsgletschern gesegnet ist. macht man Versuche, sie abzutauen, damit während sommerlicher Dürrezeiten in Zentralasien zusätzlich Wasser zur Verfügung steht. In den Wintermonaten löst man durch „Impfen” der Wolken künstlich Niederschläge aus, um den Firnverlust der Gletscher auszugleichen.
Druck und Dichte. Wie entstehen Gletscher? Ganz einfach gesagt, wenn im Winter mehr Schnee fällt, als im Sommer abtaut. Der Überschuss häuft sich an und wird unter großem Druck allmählich in Eis verwandelt. Zuerst werden die Schneeflocken in winzige Eiskristalle umgeformt, Firn oder neue genannt (dieses deutsche beziehungsweise französische Fachwort verwenden die Glaziologen in aller Welt). Jeder Gletschereiskristall besteht aus Hunderten, ja Tausenden kleiner Schneeflöckchen, die zu einer homogenen Kristallstruktur zusammengesintert sind. Wenn dann immer mehr Neuschnee fällt und die Schneedecke immer dicker wird, werden die Kristalle zusammengepresst und zu fast kugelrunden Körnchen aus kompaktem Eis umkristallisiert. Mit den alljährlichen Schneeablagerungen wachsen Druck und Dichte, bis die ganze Masse zu massivem Sedimentgestein geworden ist.
Wie gerät nun dieses Gletschergestein in Bewegung? Die Glaziologen vertreten verschiedene Theorien, stimmen aber im großen Ganzen darin überein, dass eine Eismasse bei einer Dicke von 30 bis 45 Metern wie eine halbplastische Substanz langsam bergab fließt. Das heißt, das kristalline Eis tief im Innern des Gletschers erreicht den Punkt, bei dem es nicht kalt genug ist, um Wasser gefrieren, noch warm genug, um Eis auftauen zu lassen, und beginnt infolge der Schwerkraft an den Gleitflächen jedes Kristalls talwärts zu rutschen. Niemand weiß jedoch genau, wo und bei welcher Temperatur dies geschieht. Durch Bohrungen im Grönlandeis hat man festgestellt, dass es bis zum Grund steinhart gefroren und trotzdem seine unterste, etwa einen halben bis zehn Meter mächtige Schicht in ,,Bewegung war.
„Galoppierende Gletscher.” Wie die mechanischen Vorgänge im Einzelnen auch aussehen mögen, ein Gletscher wandert nur wenige Zentimeter bis vielleicht einen halben Meter pro Tag. Einige Rekordbrecher aber haben erstaunliche Geschwindigkeiten erreicht. Ein Pilot, der den Mount Steele im kanadischen Yukon-Territorium überflog, beobachtete einen majestätischen Gletscher, der mehr als einen halben Meter in der Munde talwärts „galoppierte” — fast 15 Meter pro Tag. Der 35 Kilometer lange und anderthalb Kilometer breite Eisstrom schob sich in großen pulsierenden Wellen vorwärts und wälzte sich über alles auf seinem Weg hinweg, auch über die noch daliegenden Eisreste früherer Vorstöße.
Im Laufe vieler Jahrtausende haben Gletscher das Gesicht der Erde spektakulär verändert. Mit der gewaltigsten dem Menschen bekannten Erosions- kraft haben sie die Grossen Seen Nordamerikas und die tiefen norwegischen Fjorde ausgeschürft, das mächtige Matterhorn herausgemeißelt und die grandiosen Schluchten der Rocky Mountains gegraben.
Wie bringen Gletscher solche Meisterwerke zustande? Beim Vorrücken brechen sie Gestein und Erde aus den Wänden und der Sohle der Gebirgstäler, durch die sie hinabwandern — von kiesigem Geröll bis zu haushohen Felsblöcken. Unter dem Druck des sich vorwärtsschiebenden Eises schürfen und schleifen diese Schuttmassen das darunterliegende Muttergestein ab und vertiefen und verbreitern den Taltrog.
Eiswüste. Während der letzten großen Gletscherinvasion der Eiszeit, die vor ungefähr 8000 Jahren endete, waren fast 30 Prozent der Landoberfläche vereist. Heute existieren nur noch zwei Überreste davon, in Grönland und in der Antarktis, die etwa 97 Prozent aller Vergletscherungen der Erdkugel ausmachen. Die „größte Wüste der Welt”, die Antarktis, umfasst rund 14000000 Quadratkilometer und ist fast so groß wie die USA und Europa zusammen. Der gesamte weiße Kontinent liegt unter einer Eisdecke, die hier und da mehr als 3000 Meter dick ist und an manchen Stellen von Bergketten so hoch wie die Alpen durchstoßen wird. Während des Südpolarsommers brechen bis zu 5000 Quadratkilometer große Eisbrocken ab und treiben seewärts.
Die zweitgrößte Eiskappe der Erde mit 1,7 Millionen Quadratkilometern hat Grönland. Von dem kaum zugänglichen Grönlandplateau kalben die Gletscher, riesige Eisberge stürzen tosend in die See und treiben Hunderte von Kilometern nach Süden in den Atlantik. Eines dieser Ungetüme hat in der Nacht des 14. April 1912 den „unsinkbaren” britischen Luxusdampfer Titanic ins Verderben gerissen.
Die übrigen Gletscher der Erde — zwar groß, aber im Verhältnis zum Inlandeis Grönlands und der Antarktis winzig — befinden sich in Nord- und Südamerika, in Europa, Asien und Neuseeland. Insgesamt sind heute etwa 10 Prozent der Landoberfläche vergletschert.
Querschnitt durch die Antarktis. Die moderne Gletscherforschung verdankt ihre Entstehung dem Wissensdrang des Schweizer Wissenschaftlers Louis Agassiz, der vor einem Jahrhundert daranging, hoch oben in den Alpen die Bewegung der Gletscher genau zu messen. Heute erforscht ein Heer von Glaziologen die Gletscher der Erde, studiert unter anderem die Ursachen des Vordringens und Zurückgehens, die Fliessvorgänge und die Wahrscheinlichkeit einer neuen Eiszeit.
Die Antarktis ist eines der Hauptgebiete für dieses Gletscherstudium. Dort führen Wissenschaftler aus fast einem Dutzend Ländern mit Hilfe eines stattlichen Arsenals neuer Instrumente und Techniken umfangreiche Vermessungen und Beobachtungen durch. Es war ein Meilenstein für die Forschung, als 1968 ein Team von Glaziologen und Ingenieuren auf der Byrd-Station in der Westantarktis eine mehr als zwei Kilometer tiefe Bohrung in das Eis niederbrachte. Der Spezialbohrer holte einen durchgehenden Bohrkern von zehn Zentimeter Durchmesser herauf, der einen exakten Querschnitt durch die Südpolargeschichte gibt und einen hochinteressanten Blick in die Vergangenheit unseres Planeten erlaubt.
So lässt sich zum Beispiel aus Luft t- blasen, die vor 25000 bis 100000 Jahren im Eis eingeschlossen wurden, die Zusammensetzung der Erdatmosphäre in jener grauen Vorzeit ermitteln. In 10000 bis 14000 Jahre altem Eis entdeckte man Schichten vulkanischer Asche, die sich möglicherweise während einer weltweiten Naturkatastrophe dort abgelagert haben. In etwa 260 Meter Tiefe fand sich Eis, das zur Zeit Christi als Schnee gefallen war, und in den obersten Schichten Eis, das radioaktiven Niederschlag unseres Atomzeitalters enthielt. Am Grund des 2150 Meter durch massives Eis niedergebrachten Bohrlochs aber stieß man auf Wasser, was auf Schmelzprozesse infolge des Drucks oder vielleicht auch der Erdwärme hindeutet.
Was interessiert die Wissenschaft so am Inlandeis der Antarktis? Die Südpolareiskappe hat einen starken Einfluss auf unser Wetter. Jede größere Veränderung in diesem gewaltigen Süßwasserreservoir würde sich durch Änderungen der Meereshöhe, der Regenfälle, des Wasserstandes der Flüsse und Seen auswirken.
Tatsächlich ist die Antarktis mit etwa 90 Prozent der Eismassen der Erde ein Superkühlsystem, das Wärme in den Weltraum abstrahlt und die Atmosphäre unseres Planeten abkühlt. Wenn die Eisdecke völlig abtauen würde, so stiegen die Weltmeere vielleicht um 50 bis 60 Meter; sie würden die heutigen Küstengebiete überschwemmen und die großen Hafenstädte der Erde unter ihren Fluten begraben.
Was hat die letzte Eiszeit verursacht? Darüber sind sich die Gelehrten nicht einig. Mit Sicherheit wissen sie nur, dass vor einigen Millionen Jahren die Erde allmählich kälter geworden ist; vier mächtige Eisdecken schoben sich nacheinander auf der nördlichen Halbkugel vor. In Europa türmte sich auf der skandinavischen Halbinsel das Eis 2500 bis 3000 Meter hoch. Bei seinem Vorrücken nach Süden bedeckte es das nördliche England und Deutschland, ja es drang fast bis Moskau vor. In Nordamerika reichte das Eis weit nach Süden bis zu den Flusstälern des Missouri und Ohio hinab und bedeckte, 1500 Meter dick, über die Hälfte des Kontinents. Das letzte Eis begann vor etwa 13000 Jahren zurückzuweichen, und sein Schmelzwasser hat die Weltmeere um rund hundert Meter auf ihren heutigen Stand steigen lassen.
Über die Ursachen dieses klimatischen Hin und Her werden lebhaft verschiedene Hypothesen diskutiert. Eine, die Sonnenstrahlungstheorie, nimmt an, dass in periodischen Abständen gewaltige, lang anhaltende Störungen im Sonnenkern auftreten, bei denen Energie verbraucht wird, die sonst ausgestrahlt würde. So kahle sich in Perioden verminderter Sonneneinstrahlung die Erde so weit ab, dass eine Eiszeit ausgelöst werde.
Eng mit der Sonneneinstrahlung verbunden sind zwei weitere Theorien. Die eine besagt, bei noch ungeklärten Änderungen in der Zusammensetzung der Erdatmosphäre — zum Beispiel einer zunehmenden Wolkendecke — könnte die Sonnenwärme stärker reflektiert und so die Temperatur der Erde herabgesetzt werden. Nach der anderen Theorie wird unser Planet von periodisch auftretenden Staubgürteln meteorischen, vulkanischen oder anderen Ursprungs abgeschirmt, wodurch die Temperatur sinke und eine Eiszeit heraufgeführt werde. Was immer die Ursachen sein mögen, das ganze Problem ist derart komplex und hat so viele Variablen, dass selbst ein Computer daran scheitern würde.
Es wird noch viel Zeit vergehen, ehe man die Zusammenhänge aufgehellt hat.
Die Gletscher sind, wenn auch die wenigsten von uns je einen gesehen haben, in mancher Hinsicht so wichtig für unsere Zukunft auf diesem Planeten wie die Meere, die wir befahren, und die Luft, die wir atmen. Denn sollte sich das Klima der Erde wesentlich abkühlen, wie es früher schon geschehen ist, dann würden sich Gletscher und Inlandeis der Antarktis und Grönlands erheblich ausdehnen, was ein Fallen des Meeresspiegels mit katastrophalen Auswirkungen zur Folge hätte. S oll- ten jedoch diese Eismassen weiter abschmelzen und damit den Meeresspiegel anheben, so wäre eine verheerende Überflutung der Küstengebiete auf dem ganzen Erdball zu erwarten.
Die Gletscher bedeuten zwar eine Gefahr für den Menschen, aber er verdankt ihnen auch sehr viel. So entspringen die meisten großen Ströme der Erde, vom Nil bis zum Ganges, vom Columbia bis zu Rhein und Rhone, aus Gletschern. Und etwa drei Viertel des gesamten Süßwassers der Erdkugel — rund 29 Millionen Kubikkilometer — sind in Form von Gletschereis gespeichert. Das entspricht ungefähr der Niederschlagsmenge von sechzig Jahren auf der ganzen Erde.
Ingenieure arbeiten jetzt intensiv daran, Wege zur Nutzung dieser gewaltigen Reserven zu finden. An der französisch-schweizerischen Grenze bauen eidgenössische und französische Techniker eine Talsperre, die in einem der größten künstlichen Seen Europas Gletscherwasser zur Stromerzeugung aufstauen soll. In Russland, das mit rund 10000 Gebirgsgletschern gesegnet ist. macht man Versuche, sie abzutauen, damit während sommerlicher Dürrezeiten in Zentralasien zusätzlich Wasser zur Verfügung steht. In den Wintermonaten löst man durch „Impfen” der Wolken künstlich Niederschläge aus, um den Firnverlust der Gletscher auszugleichen.
Druck und Dichte. Wie entstehen Gletscher? Ganz einfach gesagt, wenn im Winter mehr Schnee fällt, als im Sommer abtaut. Der Überschuss häuft sich an und wird unter großem Druck allmählich in Eis verwandelt. Zuerst werden die Schneeflocken in winzige Eiskristalle umgeformt, Firn oder neue genannt (dieses deutsche beziehungsweise französische Fachwort verwenden die Glaziologen in aller Welt). Jeder Gletschereiskristall besteht aus Hunderten, ja Tausenden kleiner Schneeflöckchen, die zu einer homogenen Kristallstruktur zusammengesintert sind. Wenn dann immer mehr Neuschnee fällt und die Schneedecke immer dicker wird, werden die Kristalle zusammengepresst und zu fast kugelrunden Körnchen aus kompaktem Eis umkristallisiert. Mit den alljährlichen Schneeablagerungen wachsen Druck und Dichte, bis die ganze Masse zu massivem Sedimentgestein geworden ist.
Wie gerät nun dieses Gletschergestein in Bewegung? Die Glaziologen vertreten verschiedene Theorien, stimmen aber im großen Ganzen darin überein, dass eine Eismasse bei einer Dicke von 30 bis 45 Metern wie eine halbplastische Substanz langsam bergab fließt. Das heißt, das kristalline Eis tief im Innern des Gletschers erreicht den Punkt, bei dem es nicht kalt genug ist, um Wasser gefrieren, noch warm genug, um Eis auftauen zu lassen, und beginnt infolge der Schwerkraft an den Gleitflächen jedes Kristalls talwärts zu rutschen. Niemand weiß jedoch genau, wo und bei welcher Temperatur dies geschieht. Durch Bohrungen im Grönlandeis hat man festgestellt, dass es bis zum Grund steinhart gefroren und trotzdem seine unterste, etwa einen halben bis zehn Meter mächtige Schicht in ,,Bewegung war.
„Galoppierende Gletscher.” Wie die mechanischen Vorgänge im Einzelnen auch aussehen mögen, ein Gletscher wandert nur wenige Zentimeter bis vielleicht einen halben Meter pro Tag. Einige Rekordbrecher aber haben erstaunliche Geschwindigkeiten erreicht. Ein Pilot, der den Mount Steele im kanadischen Yukon-Territorium überflog, beobachtete einen majestätischen Gletscher, der mehr als einen halben Meter in der Munde talwärts „galoppierte” — fast 15 Meter pro Tag. Der 35 Kilometer lange und anderthalb Kilometer breite Eisstrom schob sich in großen pulsierenden Wellen vorwärts und wälzte sich über alles auf seinem Weg hinweg, auch über die noch daliegenden Eisreste früherer Vorstöße.
Im Laufe vieler Jahrtausende haben Gletscher das Gesicht der Erde spektakulär verändert. Mit der gewaltigsten dem Menschen bekannten Erosions- kraft haben sie die Grossen Seen Nordamerikas und die tiefen norwegischen Fjorde ausgeschürft, das mächtige Matterhorn herausgemeißelt und die grandiosen Schluchten der Rocky Mountains gegraben.
Wie bringen Gletscher solche Meisterwerke zustande? Beim Vorrücken brechen sie Gestein und Erde aus den Wänden und der Sohle der Gebirgstäler, durch die sie hinabwandern — von kiesigem Geröll bis zu haushohen Felsblöcken. Unter dem Druck des sich vorwärtsschiebenden Eises schürfen und schleifen diese Schuttmassen das darunterliegende Muttergestein ab und vertiefen und verbreitern den Taltrog.
Eiswüste. Während der letzten großen Gletscherinvasion der Eiszeit, die vor ungefähr 8000 Jahren endete, waren fast 30 Prozent der Landoberfläche vereist. Heute existieren nur noch zwei Überreste davon, in Grönland und in der Antarktis, die etwa 97 Prozent aller Vergletscherungen der Erdkugel ausmachen. Die „größte Wüste der Welt”, die Antarktis, umfasst rund 14000000 Quadratkilometer und ist fast so groß wie die USA und Europa zusammen. Der gesamte weiße Kontinent liegt unter einer Eisdecke, die hier und da mehr als 3000 Meter dick ist und an manchen Stellen von Bergketten so hoch wie die Alpen durchstoßen wird. Während des Südpolarsommers brechen bis zu 5000 Quadratkilometer große Eisbrocken ab und treiben seewärts.
Die zweitgrößte Eiskappe der Erde mit 1,7 Millionen Quadratkilometern hat Grönland. Von dem kaum zugänglichen Grönlandplateau kalben die Gletscher, riesige Eisberge stürzen tosend in die See und treiben Hunderte von Kilometern nach Süden in den Atlantik. Eines dieser Ungetüme hat in der Nacht des 14. April 1912 den „unsinkbaren” britischen Luxusdampfer Titanic ins Verderben gerissen.
Die übrigen Gletscher der Erde — zwar groß, aber im Verhältnis zum Inlandeis Grönlands und der Antarktis winzig — befinden sich in Nord- und Südamerika, in Europa, Asien und Neuseeland. Insgesamt sind heute etwa 10 Prozent der Landoberfläche vergletschert.
Querschnitt durch die Antarktis. Die moderne Gletscherforschung verdankt ihre Entstehung dem Wissensdrang des Schweizer Wissenschaftlers Louis Agassiz, der vor einem Jahrhundert daranging, hoch oben in den Alpen die Bewegung der Gletscher genau zu messen. Heute erforscht ein Heer von Glaziologen die Gletscher der Erde, studiert unter anderem die Ursachen des Vordringens und Zurückgehens, die Fliessvorgänge und die Wahrscheinlichkeit einer neuen Eiszeit.
Die Antarktis ist eines der Hauptgebiete für dieses Gletscherstudium. Dort führen Wissenschaftler aus fast einem Dutzend Ländern mit Hilfe eines stattlichen Arsenals neuer Instrumente und Techniken umfangreiche Vermessungen und Beobachtungen durch. Es war ein Meilenstein für die Forschung, als 1968 ein Team von Glaziologen und Ingenieuren auf der Byrd-Station in der Westantarktis eine mehr als zwei Kilometer tiefe Bohrung in das Eis niederbrachte. Der Spezialbohrer holte einen durchgehenden Bohrkern von zehn Zentimeter Durchmesser herauf, der einen exakten Querschnitt durch die Südpolargeschichte gibt und einen hochinteressanten Blick in die Vergangenheit unseres Planeten erlaubt.
So lässt sich zum Beispiel aus Luft t- blasen, die vor 25000 bis 100000 Jahren im Eis eingeschlossen wurden, die Zusammensetzung der Erdatmosphäre in jener grauen Vorzeit ermitteln. In 10000 bis 14000 Jahre altem Eis entdeckte man Schichten vulkanischer Asche, die sich möglicherweise während einer weltweiten Naturkatastrophe dort abgelagert haben. In etwa 260 Meter Tiefe fand sich Eis, das zur Zeit Christi als Schnee gefallen war, und in den obersten Schichten Eis, das radioaktiven Niederschlag unseres Atomzeitalters enthielt. Am Grund des 2150 Meter durch massives Eis niedergebrachten Bohrlochs aber stieß man auf Wasser, was auf Schmelzprozesse infolge des Drucks oder vielleicht auch der Erdwärme hindeutet.
Was interessiert die Wissenschaft so am Inlandeis der Antarktis? Die Südpolareiskappe hat einen starken Einfluss auf unser Wetter. Jede größere Veränderung in diesem gewaltigen Süßwasserreservoir würde sich durch Änderungen der Meereshöhe, der Regenfälle, des Wasserstandes der Flüsse und Seen auswirken.
Tatsächlich ist die Antarktis mit etwa 90 Prozent der Eismassen der Erde ein Superkühlsystem, das Wärme in den Weltraum abstrahlt und die Atmosphäre unseres Planeten abkühlt. Wenn die Eisdecke völlig abtauen würde, so stiegen die Weltmeere vielleicht um 50 bis 60 Meter; sie würden die heutigen Küstengebiete überschwemmen und die großen Hafenstädte der Erde unter ihren Fluten begraben.
Was hat die letzte Eiszeit verursacht? Darüber sind sich die Gelehrten nicht einig. Mit Sicherheit wissen sie nur, dass vor einigen Millionen Jahren die Erde allmählich kälter geworden ist; vier mächtige Eisdecken schoben sich nacheinander auf der nördlichen Halbkugel vor. In Europa türmte sich auf der skandinavischen Halbinsel das Eis 2500 bis 3000 Meter hoch. Bei seinem Vorrücken nach Süden bedeckte es das nördliche England und Deutschland, ja es drang fast bis Moskau vor. In Nordamerika reichte das Eis weit nach Süden bis zu den Flusstälern des Missouri und Ohio hinab und bedeckte, 1500 Meter dick, über die Hälfte des Kontinents. Das letzte Eis begann vor etwa 13000 Jahren zurückzuweichen, und sein Schmelzwasser hat die Weltmeere um rund hundert Meter auf ihren heutigen Stand steigen lassen.
Über die Ursachen dieses klimatischen Hin und Her werden lebhaft verschiedene Hypothesen diskutiert. Eine, die Sonnenstrahlungstheorie, nimmt an, dass in periodischen Abständen gewaltige, lang anhaltende Störungen im Sonnenkern auftreten, bei denen Energie verbraucht wird, die sonst ausgestrahlt würde. So kahle sich in Perioden verminderter Sonneneinstrahlung die Erde so weit ab, dass eine Eiszeit ausgelöst werde.
Eng mit der Sonneneinstrahlung verbunden sind zwei weitere Theorien. Die eine besagt, bei noch ungeklärten Änderungen in der Zusammensetzung der Erdatmosphäre — zum Beispiel einer zunehmenden Wolkendecke — könnte die Sonnenwärme stärker reflektiert und so die Temperatur der Erde herabgesetzt werden. Nach der anderen Theorie wird unser Planet von periodisch auftretenden Staubgürteln meteorischen, vulkanischen oder anderen Ursprungs abgeschirmt, wodurch die Temperatur sinke und eine Eiszeit heraufgeführt werde. Was immer die Ursachen sein mögen, das ganze Problem ist derart komplex und hat so viele Variablen, dass selbst ein Computer daran scheitern würde.
Es wird noch viel Zeit vergehen, ehe man die Zusammenhänge aufgehellt hat.
